DE2459186A1

DE2459186A1 - Zylinderkopf fuer eine hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2459186A1
Application number: DE19742459186
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Eckert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1974-12-14
Filing date: 1974-12-14
Publication date: 1976-06-24
Also published as: DE2459186C3; DE2459186B2

Description

Zylinderkopf für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Gaswechselkanälen, in deren brennraumseitige Öffnungen Ventilsitzringe eingesetzt sind, und mit einer Wärmeschutzplatte, in die die Ventilsitzringe eingreifen.
Die Verformung eines Zylinderkopfes einer Hubkolben-Brennkraftmaschine im Betrieb ist sehr komplex. Der Wärmefluß bewirkt eine konvexe Verwölbung des Zylinderkopfbodens. Dieser Verwölbung wirkt der Gasdruck entgegen. Die Spannungsspitzen treffen in Bereichen zwischen den Öffnungen der Gaswechselkanäle, den sogenannten Ventil stegen, und an der Bohrung für die Einspritzdüse bzw. Zündhilfe auf und begrenzen die Belastbarkeit des Zylinderkopfes. Ein Mittel zur Verringerung der Rißgefahr im Bereich der Ventilstege besteht darin, am Zylinderkopf eine Platte aus warmfestem Werkstoff zu befestigen.
Durch die US-PS 3 125 082 ist eine Hubkolben-Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art bekannt. Dabei ist die Wärmeschutzplatte entweder am Umfang zwischen zwei elastischen Dichtungen gehalten oder in der Mitte durch vier Schrauben mit dem Zylinderkopf verschraubt. Diese Befestigungsarten bringen entweder Dichtschwierigkeiten mit sich oder behindern die freizügige Anordnung der Einspritzdüse bzw. der Zündhilfe. Ferner ist eine den ganzen Brennraum bedeckende Platte ihrerseits den oben genannten Verformungen stark ausgesetzt. Auch wird durch die sich höher einstellende Wandtemperatur, insbesondere bei Leichtmetallzylinderköpfen, der Liefergrad der Brennkraftmaschine schlechter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Schwierigkeiten bei der Anwendung einer Wärmeschutzplatte zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Zylinderkopf der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die WSrmeschutzplatte am Umfang einerseits von den Ventilsitzringen begrenzt ist, während sie andererseits in den zwischen den Ventilsitzringen liegenden Bereichen mit hinterschnittenen Führungen im Zylinderkopfboden gehalten ist, wobei sie durch die Öffnungen der Gaswechselkanäle vor dem Einbau der Ventilsitzringe einsetzbar ist.
Die hinterschnittenen Führungen können sowohl gradlinig als auch kreisbogenförmig ausgebildet sein. Die gradlinige Führung, die vor allem bei einem Zweiventil-Zylinderkopf anwendbar ist, ergibt verhältnismäßig kleine Wärmeschutzplatten, deren Größe durch die maximale axiale Verschiebbarkeit in die größere Öffnung der Gaswechselkanäle begrenzt ist. Soll die Wärmeschutzplatte großer gestaltet werden, damit sie die Öffnung der Einspritzdüse bzw. Zündhilfe umschließt, ist es zweckmäßig, daß die Wärmeschutzplatte kreisbogenförmige Führungen hat, die einen gemeinsamen Mittelpunkt und gleiche Radien aufweisen. Die zweite Art der Wärmeschutzplatte ist vorteilhaft auch bei Zylinderköpfen mit mehr als zwei Ventilen anzuwenden. Beide Wärmeschutzplatten sind einfach herzustellen und können leicht montiert werden. Da sie verhältnismäßig klein sind und nur die gefährdeten Zonen des Zylinderkopfbodens schützen, verändern sie sich unter den Wärmeeinflilssen nur unwesentlich. Ferner kann durch die Wahl der Passungstoleranzen zwischen der Wärmeschutzplatte und dem Zylinderkopfboden eine Dehnfuge gebildet werden, die sich bei Erreichen der Betriebstemperatur schließt.
In der Zeichnung sind AusfUhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. 1 zeigt eine schematische Ansicht von der Brennraumseite eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes mit einer Wärmeschutzplatte, die eine gradlinige Führung aufweist.
Abb. 2 zeigt eine gleiche Ansicht eines Zylinderkopfes mit einer Wärmeschutzplatte, die eine kreisbogenförmige FUhrung aufweist.
Abb. 3 zeigt einen Teilquerschnitt entsprechend der Linie III - III in Abb. 2 ohne Wärmeschutzplatte.
Abb. 4 zeigt einen teilweisen Querschnitt entsprechend der Linie IV - IV in Abb. 2, mit Wärmeschutzplatte in eingebauter Lage.
Der gezeigte Zylinderkopf 1 hat zwei Gaswechselkanäle, einen Einlaßkanal 2 und einen Auslaßkanal 3, in deren brennraumseitige Öffnungen 4 und 5 Ventilsitzringe 6 und 7 eingesetzt sind. Diese greifen in eine Wärmeschutzplatte 8 (Abb. 1 bzw. 9) ein. Die Wärmeschutzplatte 8 in Ausführung nach Abb. 1 wird an ihrem Umfang einerseits durch die Ventilsitzringe 6 und 7 begrenzt und andererseits durch zwischen den Ventilsitzringen 6 und 7 gelegenen, hinterschnittenen gradlinigen Führungen 10 und 11. Sie kann in axialer Richtung so weit verschoben werden, daß sie vor dem Einsetzen des Ventilsitzringes 6 durch die Einlaßkanalöffnung 4 in die Führungen 10 und 11 einschiebbar ist. Durch die darauf eingepreßten Ventilsitzringe 6 und 7 wird sie in ihrer Lage fixiert. Die ausgerUckte Lage der Wärmeschutzplatte 8 ist gestrichelt dargestellt.
Die Wärmeschutzplatte 9 in der Ausführung nach Abb. 2 hat kreisbogenförmige Führungsbereiche 12 und 13, die einen gemeinsamen Mittelpunkt 14 und gleiche Radien 15 und 16 aufweisen. Bei der Montage der Wärmeschutzplatte 9 wird diese vor dem Einbau der Ventilsitzringe 6 und 7 durch die Öffnungen 4 und 5 der Gaswechselkanäle eingelegt und in die Führungsbereiche 12 und 13 des Zylinderkopfes eingeschwenkt.
Die Führungsbereiche 12 und 13 sowie die gradlinigen FUhrungen 10 und 11 können in bekannter Weise nach Art einer Schwalbenschwanzführung mit ausgerundeten Kanten gestaltet werden. Abb. 3 zeigt eine Führung, die im Querschnitt einen geraden Teil 9 aufweist, an den sich ein hinterschnittener Teil 17 mit halbkreisförmigem Querschnitt anschließt.
Wie aus Abb. 4 zu entnehmen ist, greifen die Ventilringe 6 und 7 nur soweit in die Wärmeschutzplatte ein, wie es zur Lagesicherung der Wärmeschutzplatte erforderlich ist, während sie im übrigen Bereich ihrer axialen Erstreckung im Zylinderkopf eingepreßt sind. Dadurch ist eine gute Abdichtung gewährleistet.
Eine Aufnahmebohrung 18 für eine nicht näher dargestellte Einspritzvorrichtung bzw. ZUndhilfe liegt in der AusfUhrung nach Abb. 2 im Bereich der Wärmeschutzplatte.

Claims

Patentansprtiche

Zylinderkopf für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Gaswechselkanälen, in deren brennraumseitige Öffnungen Ventilsitzringe eingesetzt sind, und mit einer Wärmeschutzplatte, in die die Ventilsitzringe eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeschutzplatte (8) am Umfang einerseits von den Ventilsitzringen (6,7) begrenzt ist, während sie andererseits in den zwischen den Ventilsitzringen (6,7) liegenden Bereichen mit hinterschnittenen Führungen (10,11, 12,13) im Zylinderkopfboden gehalten ist, wobei sie durch die Öffnungen (4,5) der Gaswechselkanäle (2,3) vor dem Einbau der Ventilsitzringe (6,7) einsetzbar ist.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeschutzplatte (8) kreisbogenförmige Führungsbereiche (12,13) hat, die einen gemeinsamen Mittelpunkt (14) und gleiche Radien (15,16) aufweisen.